3.4 Теми для самостійної роботи:

Взаємодія струмів. Досліди Фарадея. Вихрове електричне поле. Магнітне потокозчеплення. Зв′язок вихрового електричного поля з магнітним. Вихрові струми , електрорушійна сила. Діюче значення е.р.с., напруга. Електричний резонанс..

3.5 Тема 1.: Взаємодія струмів. Досліди Фарадея

План.

1. Явище електромагнітної індукції

2. Виникнення індукційного струму.

3. Досліди Фарадея.

4. Поняття – індукційний струм.

Явище електромагнітної індукції.

Раніше встановлено, що електричний струм і його магнітне поле завжди існують одночасно. Фарадей, знаючи про тісний зв'язок між струмом і магнітний полем, був упевнений, що за допомогою магнітного полючи, можна створити в замкнутому провіднику електричний струм. Він провів численні досвіди і довів це, відкривши в 1831р. явище електромагнітної індукції.

Виникнення в замкнутому провіднику електричного струму, обумовлене зміною магнітного полючи, називають явищем електромагнітної індукції. Отриманий таким способом струм називають індукційним (наведеним), а його э.д. с. називають э.д. с. індукції.

Усебічні дослідження явлення електромагнітної індукції показали, що за допомогою цього явища можна одержати електричний струм практично будь-якої потужності, що дозволяє широко використовувати електричну енергію в промисловості. В даний час майже вся електрична енергія, використовувана на виробництві, виходить за допомогою індукційних генераторів, принцип роботи яких заснований на явищі електромагнітної індукції. Тому Фарадей по праву вважається одним із засновників електротехніки.

Розглянемо досвіди Фарадея, за допомогою яких він відкрив явище електромагнітної індукції

Рис. 26,3. При русі магніту щодо котушки в ній виникає індукційний струм, що створює своє магнітне поле, полюси якого зазначені в дірках котушки.

П е р ш и й д о с в і д. Візьмемо соленоїд, з'єднаний з гальванометром (мал. 26.3), і будемо всувати в нього постійний магніт. Виявляється, що при русі магніту стрілка гальванометра відхиляється. Якщо ж магніт зупиняється, то стрілка гальванометра повертається в нульове положення. Те ж саме виходить при висуванні магніту з чи соленоїда при надяганні соленоїда на нерухомий магніт. Такі досвіди показують, що індукційний струм виникає в соленоїді тільки при відносному переміщенні соленоїда і магніту.

Д р у г и й д о с в і д. Будемо опускати в соленоїд У котушку зі струмом А (мал. 26.4). Виявляється, що й у цьому випадку в соленоїді У виникає індукційний струм тільки при відносному переміщенні соленоїда В и котушки А.

Т р е т і й д о с в і д. Уставимо котушку А в соленоїд В и закріпимо їх нерухомо (мал. 26.5). При цьому струму в соленоїді немає. Але в моменти чи замикання розмикання ланцюга котушки А в соленоїді В з'являється індукційний струм. Те ж саме виходить у моменти чи посилення ослаблення струму в котушці А с допомогою зміни опору R.

мал. 26.4. мал. 26,5 мал 26,

_{При руху}

_{котушок А}

_{и В відносно}

_{один одного в котушкі В виникає індукційний струм.}

_{Рис. 26.5. При замиканні}

_{і розмиканні ключем До}

_{ланцюга котушки А чи при}

_{зміні її опору R. у котушці В}

_{з´являється індукційний струм.}

_{Рис. 26.6. При харчуванні}

_{первинної котушки}

_{змінним струмом у}

_{іншій котушці з'являється}

_{індукційний струм,}

_{брунька при цьому загоряється.}

Надалі ланцюг котушки А, з'єднану з джерелом електричної енергії, будемо називати первинної, а ланцюг соленоїда В, у який виникає індукційний струм,- в т о р и ч н о й. Цієї ж назви будемо застосовувати і до самих котушок.

Четвертий досвід. Уключимо первинну котушку в мережу перемінного струму, а вторинну котушку з'єднаємо з лампою накалювання (мал. 26.6). Виявляється, лампа безупинно горить, поки в первинній котушці тече перемінний струм.

Неважко помітити, що загальним для всіх описаних досвідів є зміна магнітного полючи в соленоїді, що і створює в ньому індукційний струм.

З'ясуємо тепер, чи всяка зміна магнітного полючи навколо замкнутого контуру наводить у ньому індукційний струм. Візьмемо плоский контур у виді рамки, з'єднаної з гальванометром (мал. 26.7). Помістимо поруч з рамкою магніт так, щоб його лінії індукції не проходили усередині рамки, а знаходилися в її площині. Виявляється, що при переміщенні чи рамки магніту уздовж площини малюнка стрілка гальванометра не відхиляється. Якщо ж рамку повертати навколо осі 00' (мал. 26.7, б), то в ній виникає індукційний струм.

_{індукційний струм (і э.д. с. індукції в замкнутому контурі з'являється тільки в тому випадку, коли змінюється магнітний потік, що проходить через площу, охоплену контуром.}

Л.С.Жданов. Підручник по фізиці для середніх спеціальних навчальних закладів. § 25.1 26.4-26.5 стор. 262, 294 -296.

Питання для самоперевірки.

1. _{Яке явище відноситься до електромагнітної індукції?}

2. _{Які досліди провів М.Фарадей по електромагнітній індукції?}

3. _{В чому різниця між першим та третім досвідом М.Фарадея?}

4. _{Який струм буде індукційним?}

6. _{.Тема 2}

Вихрове електричне поле.

_План.